1 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 Centro de Investigación y Transferencia de Tecnología Uso de la herramienta YACC Contenido Facultad: Ingeniería Escuela: Computación Asignatura: Compiladores En la presente práctica se hace una introducción a la herramienta yacc, la cual servirá para generar analizadores sintácticos en el desarrollo de los compiladores. Objetivos Específicos Utilizar una distribución de Linux que proporcione una herramienta de generación de análisis sintáctico. Construir un analizador sintáctico haciendo uso de la herramienta yacc. Material y Equipo Guía de laboratorio N 5. Máquina Virtual Linux, distribución Bodhi. LXTerminal, Flex, yacc y Bison. Introducción Teórica Introducción YACC es una herramienta que sirve para generar un programa, capaz de analizar gramaticalmente una entrada dada por lex, a partir de una especificación. Esta especificación, debe contener los tokens reconocidos y los tipos de datos de los mismos si es que se ocupan para realizar operaciones sobre ellos, y una especificación de gramática en un formato similar a BNF (Backus Naus Form), que va desde el símbolo no terminal más general a cada una de las opciones terminales. Ejemplo: <Expresion> Numero + <Expresion> Numero - <Expresion> Numero En el ejemplo podemos ver que <Expresion> es un símbolo no terminal que está compuesto por un "Numero" terminal seguido de un símbolo '+' o '-' terminales seguido por un <Expresion> no terminal, que a su vez puede ser otro número u otra expresión más compleja. Una especificación yacc se divide en tres secciones diferentes de manera similar a lex, la de definiciones, la de reglas, y la de subrutinas, que van igualmente separadas por un '', mismas que pueden incluir código de C encerrado entre un y un %. %token y %type
2 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 %token sirve para definir los tokens que hay, y si es necesario, el tipo de dato que usan, todos los tokens son tomados como símbolos terminales, %left y %right El siguiente paso, es definir el tipo de precedencia de nuestros tokens operadores, en este punto tenemos dos factores, la precedencia por sí misma, y la agrupación de los operadores. Precedencia La precedencia es asignada en orden inverso al que aparecen, es decir, el último operador declarado, tiene mayor precedencia que el anterior y así sucesivamente. Asociatividad %left y %right indican si el operador se agrupa a la derecha o a la izquierda, por ejemplo, en el caso de EXPO (Exponente) debe asociarse a la derecha, por que buscamos que se resuelva de ese modo, de derecha a izquierda, por ejemplo: Buscamos que 4^3^5^2^9 Sea evaluado asi : 4^(3^(5^(2^9))) Por lo contrario, las sumas y restas queremos resolverlas de izquierda a derecha: Buscamos que 4-3+5+2-9 sea evaluado así: (((4-3) +5) +2)-9 Usar este tipo de declaraciones es importante para disminuir la posibilidad de ambigüedades en el lenguaje generado. %start En algunos casos es conveniente indicarle a yacc cuál es el símbolo (no terminal) inicial a la hora de hacer el parseo, es decir, el símbolo que se trata de reducir, si esta opción no es especificada, yacc toma al primer símbolo de la sección de reglas como símbolo inicial. En nuestro ejemplo, se presentan ambos casos, nuestro símbolo inicial "Input" se encuentra al inicio del archivo y también está declarado como símbolo inicial. %start Input Reglas En esta parte finalmente llegamos a la definición de la gramática, acá podemos observar que cada símbolo se define con su nombre, seguido de dos puntos ":" seguidos de varios símbolos que conformaran su composición gramatical que, en caso de tener varias opciones, son separados por " " (OR) indicando que se tienen varias opciones para reducir ese símbolo y para terminar cada regla, un "". Ejemplo: Si tomamos la gramática que definimos al principio de esta sección: <Expresión> Numero + <Expresión>
3 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 Numero - <Expresión> Numero Y la transformamos a una regla de yacc, se vería como esto: Expresión: NUMERO '+' Expresión {$$ = $1 + $3 NUMERO '-' Expresión {$$ = $1 - $3 NUMERO {$$ = $1 En el ejemplo ya transformado a una regla gramatical de yacc, podemos ver que ya se especifica que hacer con los símbolos de la gramática una vez que son resueltos en la parte de código de C. En este ejemplo, Expresión es el símbolo no terminal que se está definiendo de manera recursiva, el valor que tomara una vez resuelto es el valor asignado a la variable $$, que traducida a C es una variable mapeada al símbolo no terminal, $1, $2 y $3 son variables que son mapeadas al valor de los símbolos de cada línea de cada regla, estas son numeradas de izquierda a derecha. Ejemplo: En este segmento de regla: Expresión: NUMERO '+' Expresión Expresión equivale a $$ NUMERO equivale a $1 '+' equivale a $2 Y Expresión (la parte recursiva) equivale a $3 Procedimiento Ejemplo 1. Realizaremos una calculadora sencilla: Utilizando el mismo principio de la guía anterior vamos a crear el archivo example1.l #include <string.h> #include "y.tab.h" extern int intval % integer [0-9]+ nl \n [\t]+ {integer {nl {sscanf(yytext, "%d", &intval) return INTEGER {return NEWLINE
4 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016. {return yytext[0] Ahora, crearemos el archivo example.y #include <stdio.h> int intval extern char *yytext % %token INTEGER %token NEWLINE %left '+' '-' %left '*' %nonassoc UMINUS %start line /* simbolo sentencial */ line: line term term: NEWLINE expr NEWLINE {printf("%d\n", $1) error NEWLINE {yyerror("error en la expresion") expr: INTEGER {$$ = intval expr '+' expr {$$ = $1 + $3 expr '-' expr {$$ = $1 - $3 expr '*' expr {$$ = $1 * $3 '(' expr ')' {$$ = $2 '-' expr %prec UMINUS {$$ = - $2 main() { yyparse() yyerror(char *s) { printf("hubo un error : %s en el simbolo %c\n", s, yytext[0])
5 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 Para compilar el archivo, se hace lo siguiente: NOTA: El ejercicio da una advertencia, pero funciona correctamente. Ejemplo 2. Calculadora con expresiones matemáticas complejas. Creando el archivo example2.l #include "y.tab.h" #include <stdlib.h> #include <stdio.h> % white [ \t]+ digit [0-9] integer {digit+ {white { /* Ignoramos espacios en blanco */ "exit" "quit" "bye" {printf("terminando programa\n")exit(0) {integer { yylval.dval=atof(yytext) return(number) "+" return(suma) "-" return(resta) "*" return(multi) "/" return(divide) "^" return(expo) "(" return(izq_paren) ")" return(dere_paren) "\n" return(end)
6 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 Creando el archivo example2.y #include <stdio.h> #include <math.h> % %union{ double dval %token <dval> NUMBER %token SUMA RESTA MULTI DIVIDE EXPO %token IZQ_PAREN DERE_PAREN %token END %left SUMA RESTA %left MULTI DIVIDE %left NEG %right EXPO %type <dval> Expression %start Input Input: Line Input Line Line: END Expression END { printf("result: %f\n",$1) Expression: NUMBER { $$=$1 Expression SUMA Expression { $$=$1+$3 Expression RESTA Expression { $$=$1-$3 Expression MULTI Expression { $$=$1*$3 Expression DIVIDE Expression { $$=$1/$3 RESTA Expression %prec NEG { $$=-$2 Expression EXPO Expression { $$=pow($1,$3) IZQ_PAREN Expression DERE_PAREN { $$=$2 int yyerror(char *s) { printf("%s\n",s)
7 Compiladores / Guía VI / Ciclo 02-2016 int main(void) { yyparse() Para compilar: Ejercicios propuestos 1. Modificar el ejemplo 2 de manera que se pueda dividir. Además, se debe validar la división entre cero. Cuando exista una operación de ese tipo, por ejemplo, 8/0, el programa debe enviar un mensaje: Error al dividir. Investigación Complementaria 1. Agregar a la calculadora las funciones trigonométricas del seno y el coseno. Bibliografía Manuel Alfonseca Moreno, Marina de la Cruz Echeandía, Alfonso Ortega de la Puente, Estrella Pulido Cañabate, Compiladores: Teoría y Práctica, Pearson Educación, S.A., Madrid, 2006